一種工業(yè)有機(jī)廢氣處理清潔工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種工業(yè)有機(jī)廢氣處理清潔工藝。該工藝包括吸附、脫附和脫附蒸汽處理三部分，其中脫附蒸汽流股作為熱媒，通過(guò)蒸發(fā)器的夾套或盤(pán)管，形成冷凝液，與補(bǔ)充工業(yè)軟水混合后，通過(guò)一冷器和二冷器進(jìn)一步冷卻、降溫后，排入油水分離器分離。氣體有機(jī)物隨不凝氣匯入工業(yè)有機(jī)廢氣處理；接近溶解度平衡的液體有機(jī)物和水經(jīng)靜置、分層，上層有機(jī)相作為混合有機(jī)溶劑回收；下層蒸汽冷凝水作為循環(huán)水，經(jīng)涼水泵升壓，送入蒸發(fā)器蒸發(fā)，產(chǎn)生循環(huán)蒸汽送到汽包緩沖，再經(jīng)蒸汽過(guò)熱器調(diào)溫調(diào)壓，代替工業(yè)蒸汽用于活性炭脫附過(guò)程。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)脫附蒸汽冷凝水循環(huán)利用，無(wú)廢水排放，同時(shí)提高過(guò)程熱能利用率，滿(mǎn)足節(jié)能減排和清潔生產(chǎn)要求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】-種工業(yè)有機(jī)廢氣處理清潔工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于工業(yè)有機(jī)廢氣處理的活性炭蒸汽脫附清潔工藝，屬于環(huán)境保 護(hù)大氣污染治理【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 揮發(fā)性有機(jī)污染物（Volatile Organic Compounds, VOCs)大多數(shù)有毒、有害， 具有一定的致癌性；參與光化學(xué)反應(yīng)，形成光化學(xué)煙霧，或產(chǎn)生二次有機(jī)氣溶膠，造成城區(qū) 大面積空氣"霧靈"；部分可破壞莫氧層。涉及VOCs排放的工業(yè)行業(yè)，包括石油化工、精細(xì) 化工、噴涂、包裝印刷、醫(yī)藥與農(nóng)藥制造、半導(dǎo)體及電子產(chǎn)品制造、人造板與木制家具制造、 皮革、漆包線、制鞋、涂料、油墨、粘合劑生產(chǎn)、金屬鑄造等等，行業(yè)眾多，各行業(yè)中所產(chǎn)生的 VOCs種類(lèi)繁多，組成復(fù)雜，常見(jiàn)組成為碳氨化合物、苯系物、醇類(lèi)、麗類(lèi)、酷類(lèi)、酵類(lèi)、醋類(lèi)、胺 類(lèi)、膳（氯）類(lèi)、團(tuán)代姪類(lèi)等混合有機(jī)溶劑。工業(yè)排放有機(jī)廢氣已經(jīng)成為我國(guó)城市主要污染 源之一。
[0003] 吸附法是一種傳統(tǒng)的有機(jī)廢氣治理技術(shù)，也是目前我國(guó)有機(jī)廢氣治理的主要技術(shù) 之一。在目前我國(guó)有機(jī)廢氣治理設(shè)備中，吸附凈化設(shè)備W及W吸附技術(shù)為基礎(chǔ)的集成設(shè)備 約占總數(shù)的50%左右[環(huán)境保護(hù)部，"吸附法工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范（征求意見(jiàn) 稿）編制說(shuō)明"，環(huán)辦函（2011)689號(hào)]。從資源循環(huán)利用要求出發(fā)，大部分VOCs通過(guò)活性 炭吸附-脫附過(guò)程得到回收利用，值得推廣。
[0004] W活性炭為吸附材料的有機(jī)廢氣凈化過(guò)程，按照水蒸汽脫附、真空熱脫附和惰性 氣體熱脫附等不同脫附方式，分為H種工藝方法，在我國(guó)有機(jī)廢氣治理實(shí)際中都有應(yīng)用?；?性炭水蒸汽脫附工藝，由于流程簡(jiǎn)單、適用范圍廣、操作安全、設(shè)備投資低1/2^1/3等優(yōu)點(diǎn)， 工業(yè)應(yīng)用時(shí)間最早，工藝設(shè)備成熟，但是存在熱能利用率低和廢水排放產(chǎn)生二次污染等不 足。
[0005] 針對(duì)活性炭蒸汽脫附工藝，孫宗長(zhǎng)等人（中國(guó)專(zhuān)利化200910065213. 1)發(fā)明了 通過(guò)曝氣培回收蒸汽脫附冷凝廢水中己酸己醋的方法，但是增加了吸附培負(fù)荷和加熱空氣 能耗，而且受脫附時(shí)己酸己醋水解和溶解度平衡的影響，仍需排放含有機(jī)物的廢水；蔡志煌 (中國(guó)專(zhuān)利化200610037129.5)發(fā)明了通過(guò)間壁換熱利用脫附水蒸汽余熱加熱廢水回收 溶劑的方法，但大部分蒸汽潛熱未被利用，且增加了吸附培負(fù)荷和仍需排放含有機(jī)物的廢 水。
[0006] 綜上所述，活性炭水蒸汽脫附工藝具有流程簡(jiǎn)單、操作安全和投資省等優(yōu)點(diǎn)，如果 能夠克服熱能利用率低和廢水排放產(chǎn)生二次污染等技術(shù)不足，可W獲得更大范圍的推廣應(yīng) 用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明旨在提出一種用于工業(yè)有機(jī)廢氣處理的活性炭蒸汽脫附清潔工藝，實(shí)現(xiàn)脫 附蒸汽冷凝水循環(huán)利用，無(wú)廢水排放，同時(shí)提高過(guò)程熱能利用率，降低吸附裝置操作費(fèi)用， 滿(mǎn)足節(jié)能減排和清潔生產(chǎn)要求。
[0008] 確切地說(shuō)，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)不同，用于活性炭脫附的蒸汽不是普通水蒸氣，而是 含有少量VOCs的蒸汽冷凝液。
[0009] -種工業(yè)有機(jī)廢氣處理清潔工藝，其特征在于工藝包括吸附、脫附和脫附蒸汽處 理H部分： 吸附；工業(yè)有機(jī)廢氣經(jīng)收集支管和總管，接入表冷器（101)冷卻、降溫、除塵后，由風(fēng)機(jī) (102)升壓，送入吸附培A(l〇3A)，氣體中VOCs被活性炭層（103-1)吸附凈化，凈化氣達(dá)標(biāo) 排放；檢測(cè)凈化氣中VOCs濃度，超過(guò)限值即手動(dòng)或自動(dòng)切換連鎖閥口，工業(yè)有機(jī)廢氣被引 入吸附培B(103B)繼續(xù)吸附凈化，循環(huán)操作，實(shí)現(xiàn)工業(yè)有機(jī)廢氣的連續(xù)處理； 脫附；打開(kāi)蒸發(fā)器（104)的加熱元件（104-1)，產(chǎn)生蒸汽送入汽包（109)緩沖和蒸汽過(guò) 熱器（110)調(diào)溫調(diào)壓；打開(kāi)蒸汽閥口，吸附培（103A或103B)活性炭層（103-1)被蒸汽加 熱，VOCs逐步脫附隨蒸汽流出，產(chǎn)生脫附蒸汽流股；當(dāng)活性炭層（103-1)溫度達(dá)到限值，關(guān) 閉管道蒸汽閥口，通入干燥空氣吹掃或抽真空，降溫備用； 脫附蒸汽處理：脫附蒸汽流股作為熱媒，通過(guò)蒸發(fā)器（104)的夾套或盤(pán)管，形成冷凝 液，與補(bǔ)充工業(yè)軟水混合后，通過(guò)一冷器（105)和二冷器（106)進(jìn)一步冷卻、降溫后，排入油 水分離器（107)分離。氣體有機(jī)物隨不凝氣匯入工業(yè)有機(jī)廢氣處理；接近溶解度平衡的液 體有機(jī)物和水經(jīng)靜置、分層，上層有機(jī)相作為混合有機(jī)溶劑回收；下層蒸汽冷凝水作為循環(huán) 水，經(jīng)涼水粟（108)升壓，送入蒸發(fā)器（104)蒸發(fā)，產(chǎn)生循環(huán)蒸汽送到汽包（109)緩沖，再經(jīng) 蒸汽過(guò)熱器（110)調(diào)溫調(diào)壓，代替工業(yè)蒸汽用于活性炭脫附過(guò)程。
[0010] 對(duì)照工業(yè)有機(jī)廢氣處理的常規(guī)流程，除蒸汽來(lái)源和脫附蒸汽處理部分不同外，其 它部分相同。蒸汽來(lái)自工業(yè)軟水，在鍋爐中產(chǎn)生。脫附蒸汽流股通過(guò)冷卻器（111)冷卻降 溫，送入油水分離器（107)分離，VOCs隨不凝氣匯入有機(jī)廢氣總管繼續(xù)處理；接近溶解度 平衡的液體有機(jī)物和水經(jīng)靜置、分層，上層有機(jī)相作為混合有機(jī)溶劑回收；下層水相作為高 COD廢水排出，經(jīng)處理后才能達(dá)標(biāo)排放。
[0011] 本發(fā)明所述的工業(yè)有機(jī)氣體為含有低水溶性和低水解性的有機(jī)溶劑或混合溶劑 氣體，包括苯系物、醇類(lèi)、麗類(lèi)、醋類(lèi)、團(tuán)代姪類(lèi)混合有機(jī)溶劑。
[0012] 更確切地說(shuō)，工業(yè)有機(jī)氣體為含有甲苯、己苯、二甲苯、苯己帰、下醇、甲己麗、甲基 異了基麗、異佛爾麗、環(huán)己麗、己酸正了醋、二氯甲焼、氯仿的一種或多種VOCs組分的氣體。
[0013] 本發(fā)明所述的工業(yè)有機(jī)氣體，其中VOCs總濃度為0. 5克/立方米^2. 8克/立方 米，處理量為2500?60000標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)。
[0014] 本發(fā)明所述的蒸發(fā)器（104)是間壁熱交換器，包括但不限于帶夾套和盤(pán)管的攬拌 蓋、管殼式換熱器、盤(pán)管式單效或多效蒸發(fā)器等，帶有開(kāi)車(chē)時(shí)使用的電或?qū)嵊蜑闊嵩吹募?熱元件（104-1)。
[0015] 本發(fā)明所述的一冷器（105)是W自來(lái)水或循環(huán)冷卻水為冷媒的熱交換器，冷媒的 操作溫度不高于35C。
[0016] 本發(fā)明所述的二冷器（106)是W冰水、冰鹽水或冷凍液為冷媒的熱交換器，冷媒 的操作溫度不高于5C。
[0017] 本發(fā)明所述的油水分離器（107)是根據(jù)水和有機(jī)物的密度差，利用重力沉降原理 分離有機(jī)物和水的設(shè)備。為了提高沉降分離效果，分離器內(nèi)部設(shè)置擴(kuò)散錐、濾網(wǎng)等分離元 件。油水分離器采用常溫常壓條件，附設(shè)液位計(jì)。
[001引本發(fā)明所述的蒸汽過(guò)熱器（110)是間壁熱交換器，帶有電或?qū)嵊蜑闊嵩吹募訜?元件。
[0019] 本發(fā)明的有益效果如下： 第一，利用脫附蒸汽潛熱直接蒸發(fā)低有機(jī)物含量的蒸汽冷凝水，提高過(guò)程熱能利用率， 降低有機(jī)廢氣處理裝置操作費(fèi)用。
[0020] 第二，脫附蒸汽冷凝液通過(guò)兩級(jí)冷卻，減少有機(jī)物在水中溶解度，提高油水分離效 率，降低有機(jī)物濃度，實(shí)現(xiàn)脫附蒸汽冷凝水循環(huán)利用，無(wú)廢水排放。
[0021] 第H，由于脫附蒸汽冷凝水實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，杜絕了向環(huán)境排放COD物質(zhì)，提高資源 利用率，滿(mǎn)足節(jié)能減排和清潔生產(chǎn)要求。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022] 本發(fā)明附圖只是為了說(shuō)明技術(shù)方案，只畫(huà)出解釋過(guò)程的必要設(shè)備，而其它明顯需 要的設(shè)施，如過(guò)濾器、備用風(fēng)機(jī)、真空粟、備用管路、閥n、中間罐和儀表管件及保溫設(shè)施等 省略。本發(fā)明技術(shù)內(nèi)容不限于附圖內(nèi)容。
[0023] 附圖設(shè)備代號(hào)與名稱(chēng)說(shuō)明：

【權(quán)利要求】
1. 一種工業(yè)有機(jī)廢氣處理清潔工藝，其特征在于工藝包括吸附、脫附和脫附蒸汽處理 三部分： 吸附：工業(yè)有機(jī)廢氣經(jīng)收集支管和總管，接入表冷器（101)冷卻、降溫、除塵后，由風(fēng)機(jī) (102)升壓，送入吸附塔A (103A)，氣體中VOCs被活性炭層（103-1)吸附凈化，凈化氣達(dá)標(biāo) 排放；檢測(cè)凈化氣中VOCs濃度，超過(guò)限值即手動(dòng)或自動(dòng)切換連鎖閥門(mén)，工業(yè)有機(jī)廢氣被引 入吸附塔B (103B)繼續(xù)吸附凈化，循環(huán)操作，實(shí)現(xiàn)工業(yè)有機(jī)廢氣的連續(xù)處理； 脫附：打開(kāi)蒸發(fā)器（104)的加熱元件（104-1)，產(chǎn)生蒸汽送入汽包（109)緩沖和蒸汽過(guò) 熱器（110)調(diào)溫調(diào)壓；打開(kāi)蒸汽閥門(mén)，吸附塔（103A或103B)活性炭層（103-1)被蒸汽加 熱，VOCs逐步脫附隨蒸汽流出，產(chǎn)生脫附蒸汽流股；當(dāng)活性炭層（103-1)溫度達(dá)到限值，關(guān) 閉管道蒸汽閥門(mén)，通入干燥空氣吹掃或抽真空，降溫備用； 脫附蒸汽處理：脫附蒸汽流股作為熱媒，通過(guò)蒸發(fā)器（104)的夾套或盤(pán)管，形成冷凝 液，與補(bǔ)充工業(yè)軟水混合后，通過(guò)一冷器（105)和二冷器（106)進(jìn)一步冷卻、降溫后，排入油 水分離器（107)分離；氣體有機(jī)物隨不凝氣匯入工業(yè)有機(jī)廢氣處理；接近溶解度平衡的液 體有機(jī)物和水經(jīng)靜置、分層，上層有機(jī)相作為混合有機(jī)溶劑回收；下層蒸汽冷凝水作為循環(huán) 水，經(jīng)涼水泵（108)升壓，送入蒸發(fā)器（104)蒸發(fā)，產(chǎn)生循環(huán)蒸汽送到汽包（109)緩沖，再經(jīng) 蒸汽過(guò)熱器（110)調(diào)溫調(diào)壓，代替工業(yè)蒸汽用于活性炭脫附過(guò)程。
2. 如權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，工業(yè)有機(jī)氣體為含有低水溶性和低水解性 的有機(jī)溶劑或混合溶劑氣體，包括苯系物、醇類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)、齒代烴類(lèi)混合有機(jī)溶劑。
3. 如權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于，工業(yè)有機(jī)氣體為含有甲苯、乙苯、二甲苯、苯 乙烯、丁醇、甲乙酮、甲基異丁基酮、異佛爾酮、環(huán)己酮、乙酸正丁酯、二氯甲烷、氯仿的一種 或多種VOCs組分的氣體。
4. 如權(quán)利要求1或2或3所述的工藝，其特征在于，所述的工業(yè)有機(jī)氣體，其中VOCs總 濃度為〇. 5克/立方米?2. 8克/立方米，處理量為250(T60000標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)。
5. 如權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述的一冷器（105)是以自來(lái)水或循環(huán)冷卻 水為冷媒的熱交換器，冷媒的操作溫度不高于35°C。
6. 如權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述的二冷器（106)是以冰水、冰鹽水或冷 凍液為冷媒的熱交換器，冷媒的操作溫度不高于5°C。
7. 如權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述的蒸汽過(guò)熱器（110)是間壁熱交換器， 帶有電或?qū)嵊蜑闊嵩吹募訜嵩?br> 【文檔編號(hào)】B01D53/04GK104436988SQ201310415900
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】陳革新, 方榮剛, 王金梅, 劉文清, 趙培慶, 黃三明, 姚彩蘭, 李康飛, 茍明霞, 方敬文 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所, 義烏市卓成環(huán)?？萍加邢薰?br>